Climate and Health Impacts of Residential Wood Combustion in Finland

dc.contributorAalto-yliopistofi
dc.contributorAalto Universityen
dc.contributor.advisorKarvosenoja, Niko, Dr., Finnish Environment Institute, Finland
dc.contributor.authorSavolahti, Mikko
dc.contributor.departmentKonetekniikan laitosfi
dc.contributor.departmentDepartment of Mechanical Engineeringen
dc.contributor.labEnergy Technologyen
dc.contributor.schoolInsinööritieteiden korkeakoulufi
dc.contributor.schoolSchool of Engineeringen
dc.contributor.supervisorJärvinen, Mika, Prof., Aalto University, Department of Mechanical Engineering, Finland
dc.date.accessioned2020-02-12T10:01:13Z
dc.date.available2020-02-12T10:01:13Z
dc.date.defence2020-03-06
dc.date.issued2020
dc.description.abstractElevated fine particle concentrations in ambient air cause significant negative impacts on public health. During the last decades, emissions of fine particle matter have been effectively reduced through legislation, especially in industry and transport. Emissions from residential wood combustion, however, have not been regulated, and wood burning has become the most significant source of particulate emissions in many countries. Wood burning has been viewed as carbon neutral, and thus climate policies have often aimed to increase use of wood, even if the negative health impacts of wood smoke have been acknowledged. In recent years, however, the climate impacts of biomass burning have also received increasing scientific interest, regarding both black carbon emissions and changes in global carbon stocks. It has been shown that wood burning has climate effects that can be of the same magnitude or larger than those of using fossil fuels. This thesis examines the climate and health impacts of residential wood combustion in Finland. In this thesis, an approach for thorough estimation of emissions from Finnish residential wood combustion is presented. In addition, the work examines the effectiveness and costs of selected emission reduction measures. The thesis also presents a method for calculating the regional climate impact of emissions that affect the Earth's radiative forcing. The method is then applied to quantify the climate impact caused by residential wood combustion. Finally, the thesis presents an estimate of the negative health impacts caused by fine particle emissions from residential wood combustion in Finland, based on a chain of modeling steps. The thesis demonstrates that wood combustion is the largest source of emissions of fine particles and black carbon in Finland. In relation to Finland's greenhouse gas emissions and measured particulate concentrations in ambient air, emissions from wood combustion are found to be significant in terms of both climate and health effects. On the other hand, the thesis also shows that it is possible to reduce emissions and their adverse effects by informative and administrative measures.en
dc.description.abstractKohonneet pienhiukkaspitoisuudet hengitysilmassa aiheuttavat merkittäviä kansanterveydellisiä haittoja. Viime vuosikymmeninä pienhiukkasten päästöjä on saatu tehokkaasti vähennettyä lainsäädännön avulla, erityisesti teollisuuden ja liikenteen pakokaasujen osalta. Puun pienpolton päästöjä ei kuitenkaan ole rajoitettu vastaavasti, ja pienpoltto onkin noussut monissa maissa merkittävimmäksi päästöjä aiheuttavaksi sektoriksi. Puun polttamisen on ajateltu olevan hiilineutraalia, jolloin ilmastopolitiikka on usein suosinut puun käytön lisäämistä, vaikka sen aiheuttamat ilmanlaatuongelmat olisikin tiedostettu. Viime vuosina kuitenkin myös biomassan polttamisen ilmastovaikutukset ovat saaneet paljon tieteellistä kiinnostusta, liittyen sekä mustan hiilen päästöihin että muutoksiin maapallon hiilivarastoissa. On osoitettu, että puun polttamisella on ilmastovaikutuksia, jotka voivat olla samaa suuruusluokkaa tai suurempia kuin fossiilisilla polttoaineilla. Tässä väitöskirjassa tarkastellaan puun pienpolton aiheuttamia ilmasto- ja terveysvaikutuksia. Työssä esitetään perusteellinen laskentamenetelmä, jolla voidaan arvioida puun pienpolton aiheuttamia päästöjä Suomessa. Lisäksi työssä tutkitaan mahdollisten päästövähennyskeinojen vaikuttavuutta ja kustannuksia. Työssä esitetään myös menetelmä maapallon säteilypakotteeseen vaikuttavien, Suomen leveysasteilla tapahtuvien päästöjen ilmastovaikutuksen laskemiseksi, ja sovelletaan menetelmää käytännössä. Lopuksi työssä on esitetty mallintamalla tuotettu arvio pienpoltosta seuraavista terveyshaitoista Suomessa, sekä nykytilanteessa että erilaisissa skenaarioissa. Väitöskirjassa osoitetaan, että puun pienpoltto on suurin pienhiukkasten ja mustan hiilen päästölähde Suomessa. Suhteessa Suomen kasvihuonekaasupäästöihin ja mitattuihin hengitysilman pienhiukkaspitoisuuksiin, puun pienpolton päästöjen todetaan olevan merkittäviä sekä ilmasto- että terveysvaikutusten osalta. Toisaalta väitöskirjassa osoitetaan myös, että päästöjä ja niiden haittavaikutuksia on mahdollista vähentää informatiivisilla ja hallinnollisilla keinoilla.fi
dc.format.extent44 + app. 63
dc.format.mimetypeapplication/pdfen
dc.identifier.isbn978-952-60-8966-9 (electronic)
dc.identifier.isbn978-952-60-8965-2 (printed)
dc.identifier.issn1799-4942 (electronic)
dc.identifier.issn1799-4934 (printed)
dc.identifier.issn1799-4934 (ISSN-L)
dc.identifier.urihttps://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/43035
dc.identifier.urnURN:ISBN:978-952-60-8966-9
dc.language.isoenen
dc.opnHansson, Hans-Christer, Prof., Stockholm University, Sweden
dc.publisherAalto Universityen
dc.publisherAalto-yliopistofi
dc.relation.haspart[Publication 1]: Mikko Savolahti, Niko Karvosenoja, Jarkko Tissari, Kaarle Kupiainen, Olli Sippula, Jorma Jokiniemi. Black carbon and fine particle emissions in Finnish residential wood combustion: Emission projections, reduction measures and the impact of combustion practices. Atmospheric Environment, 2016, Vol: 140, Page: 495-505. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2016.06.023
dc.relation.haspart[Publication 2]: Kaarle Kupiainen, Borgar Aamaas, Mikko Savolahti, Niko Karvosenoja, Ville-Veikko Paunu. Climate Impact of Finnish Air Pollutants and Greenhouse Gases using Multiple Emission Metrics. Atmospheric Chemistry and Physics, 2019, 19, 7743–7757, DOI: 10.5194/acp-19-7743-2019
dc.relation.haspart[Publication 3]: Mikko Savolahti, Niko Karvosenoja, Sampo Soimakallio, Kaarle Kupiainen, Jarkko Tissari, Ville-Veikko Paunu. Near-term climate impacts of Finnish residential wood combustion. Energy Policy, 2019, Volume 133, 110837. DOI: 10.1016/j.enpol.2019.06.045
dc.relation.haspart[Publication 4]: Mikko Savolahti, Heli Lehtomäki, Niko Karvosenoja, Ville-Veikko Paunu, Antti Korhonen, Jaakko Kukkonen, Kaarle Kupiainen, Leena Kangas, Ari Karppinen, Otto Hänninen. Residential wood combustion in Finland: PM2.5 emissions and health impacts with and without abatement measures. International Journal of Environmental Research and Public Health, 2019, 16(16), 2920, DOI: 10.3390/ijerph16162920
dc.relation.ispartofseriesAalto University publication series DOCTORAL DISSERTATIONSen
dc.relation.ispartofseries32/2020
dc.revHansson, Hans-Christer, Prof., Stockholm University, Sweden
dc.revPartanen, Antti-Ilari, Dr., Finnish Meteorological Institute, Finland
dc.subject.keywordwood combustionen
dc.subject.keywordemissionsen
dc.subject.keywordparticlesen
dc.subject.keywordclimate changeen
dc.subject.keywordair pollutionen
dc.subject.keywordpuunpolttofi
dc.subject.keywordpäästötfi
dc.subject.keywordhiukkasetfi
dc.subject.keywordilmastonmuutosfi
dc.subject.keywordilmansaasteetfi
dc.subject.otherMechanical engineeringen
dc.subject.otherMedical sciencesen
dc.subject.otherEnvironmental scienceen
dc.titleClimate and Health Impacts of Residential Wood Combustion in Finlanden
dc.titlePuun pienpolton ilmasto- ja terveysvaikutukset Suomessafi
dc.typeG5 Artikkeliväitöskirjafi
dc.type.dcmitypetexten
dc.type.ontasotDoctoral dissertation (article-based)en
dc.type.ontasotVäitöskirja (artikkeli)fi
local.aalto.acrisexportstatuschecked 2020-03-21_1427
local.aalto.archiveyes
local.aalto.formfolder2020_02_11_klo_16_08
Files
Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
isbn9789526089669.pdf
Size:
4.35 MB
Format:
Adobe Portable Document Format